Una contribución al debate sobre conceptos y objetos matemáticos:

Transcripción

1 Una contribución al debate sobre conceptos y objetos matemáticos: la posición ingenua en una teoría realista vs el modelo antropológico en una teoría pragmática 1 D Amore B. (2001). Una contribución al debate sobre conceptos y objetos matemáticos. Uno. [Barcelona, España]. 27, Bruno D Amore Núcleo de Investigación en Didáctica de las Matemáticas Departamento de Matemáticas Universidad de Bolonia Italia Resumen. En este artículo se analizan diferentes interpretaciones de los términos concepto y objeto en Matemáticas, en la historia de los pensamientos filosófico y psicológico y en la reciente acepción antropológica, mostrando como sea necesario introducirse en una teoría pragmática. Summary. In this article various interpretations of the terms "concept" and "object" in Mathematics are analysed, using the History of Philosophical Thought, Psychology, and the recent "anthropological" perspective, demonstrating how it could be necessary to enter into a "pragmatic" theory. Sunto. In questo articolo si analizzano diverse interpretazioni dei termini concetto e oggetto in Matematica, nella storia del pensiero filosofico, psicologico e nella recente accezione antropologica, mostrando come sia necessario immettersi in una teoria pragmatica. 1 Trabajo desarrollado en el ámbito del Programa de investigación: Investigaciones acerca del funcionamiento del sistema alumno-maestro-saber: motivaciones de la falta de devolución, financiado ex-60%. 1

2 1. Los conceptos: terminología difundida, filosófica y literaria Acerca de la naturaleza de los conceptos se han escrito enteros libros y filósofos de primer nivel se han ocupado de este tema. 2 En los diccionarios de filosofía se hallan definiciones bastante semejantes; tomo como prototipo la siguiente, de tipo aristotélico: «En general, todo procedimiento que haga posible la descripción, la clasificación y la previsión de los objetos conocibles». Es de notar que, en este sentido: el concepto es un proceso, es decir algo dinámico y no estático puede haber conceptos de cualquier cosa, de los objetos concretos (el concepto de mesa) a los abstractos (el concepto de número 3); de los objetos reales a los irreales, inexistentes, imaginarios existe diferencia entre nombre y concepto; baste pensar que nombres diferentes pueden ser pertinentes para el mismo concepto. En este punto surgen dos problemáticas fundamentales: la naturaleza del concepto la función del concepto. La pregunta acerca de la naturaleza del concepto ha tenido, en filosofía, dos respuestas diferentes: el concepto es la esencia misma de las cosas y por lo tanto su esencia necesaria (eso por lo cual las cosas no pueden que ser así como son) (aunque entre mil diversidades, obviamente, diría que esta idea, nacida con Sócrates y refinada por Aristóteles, ha tenido muchos seguidores hasta llegar a Husserl) el concepto es el signo del objeto por lo que se halla con él en relación de significación (la idea es esencialmente estoica, pero fue retomada en época medieval, remontándonos quizás a Boezio y después a Abelardo; pero fue hecha propia por los lógicos de inicios del siglo XX). La pregunta acerca de la función del concepto ha dado lugar a dos concepciones fundamentalmente diferentes: de tipo intencional: el concepto tiene como objetivo el de expresar o revelar la sustancia de las cosas de tipo instrumental: y entonces se tienen varios ulteriores aspectos: el concepto es un instrumento para describir los objetos y permitir su reconocimiento (en la antigüedad los Epicúreos y los Estoicos; algunos filósofos de la ciencia en el siglo XX) el concepto es un instrumento para clasificar los conceptos en el modo más económico posible (a esta idea adhiere, por ejemplo, Mach; y aquí se desencadena la cuestión según la cual los científicos son pseudo-conceptos en el sentido de Benedetto Croce) 2 Para la redacción de este párrafo 1, me sirvo principalmente de D Amore (1999), cap. 6. 2

3 el concepto es un instrumento para organizar los datos de la experiencia en manera tal de poder establecer entre ellos conexiones de carácter lógico (idea aceptada por Duhem) el concepto es un instrumento para prevenir (por ejemplo, aquí podemos citar a Dewey y a Quine, aunque por razones completamente diferentes). Un modo completamente diferente de discurrir filosóficamente acerca de los conceptos es el de las escuelas francesa y alemana. Más que definir los conceptos, se busca analizar como se forman los conceptos. Tenemos entonces las siguientes distinciones: conceptos a priori o conceptos puros (de Kant): son los conceptos que no se obtienen de la experiencia: el concepto de unidad, de pluralidad etcétera (tales ejemplos son tomados precisamente de Kant) conceptos a posteriori o conceptos empíricos: son nociones generales que definen clases de objetos dados o construidos; por ejemplo: el concepto de vertebrado, de placer etcétera; ellos se refieren a todos y solo a aquellos individuos que forman estas clases, sea que se les pueda aislar (un gato, tomado de la clase de los vertebrados) o no (como sería en el caso de un placer). Esta es, por ejemplo, la posición asumida por André Lalande en su Vocabulaire technique et critique de la philosophie (PUF, París 1926). Es claro entonces como se pueda hablar, en todo caso, de intención y de extensión de un concepto (por muy mal que vaya existirán conceptos con extensión vacía...). Pero qué quiere decir, etimológicamente, concepto? Su nombre latino (conceptus, de concipere) tiene una clara referencia al resultado del acto de la concepción o generación de la mente en su alejarse de la inmediatez de las impresiones sensibles y de las representaciones particulares y en su llegada a una significación universal. Pero entonces, se podría pensar en una coincidencia con la palabra idea; o se le podría hacer coincidir con el λóγoζ (el verbum, la palabra mental); o incluso con noción. Cada una de estas interpretaciones (y otras más) fueron sostenidas en el pasado por eminentes filósofos. Esto nos autoriza a confundir de ahora en adelante concepto con idea, aunque si bien en idea existe implícita también una especie de representación mientras que el concepto podría también ser inmune a lo anterior. Si se pasa a diccionarios de la lengua común, no filosóficos, editados en varios Países, por ejemplo se halla: «Aquello que la mente entiende y comprende por medio de la observación, la reflexión y la inducción»; a veces, además de entiende y comprende, se agrega también un concluye «La criatura concebida - la cosa imaginada e inventada por nuestro intelecto» 3

4 «Pensamiento que la mente forma derivado de dos o más ideas, partiendo de lo individual a lo general; [pero también:] Idea, opinión» «Pensamiento, en cuanto concebido por la mente; más en particular: idea, noción que expresa los caracteres esenciales y constantes de una dada realidad que la mente se forma aferrando juntos (...) los varios aspectos de un determinado objeto que a la mente le interesa tener presentes en su totalitad» «Término filosófico referido en general al contenido lógico o al significado de los signos lingüísticos y de las imágenes mentales». Puede ser interesante, para nuestros objetivos introductorios, ver que uso hacen de este término algunos literatos. Dante Alighieri usa conceptos en el sentido de concepciones en El Paraíso 3-60; en este mismo sentido, se halla en muchos literatos de todos los Países del mundo. Pero es claro que los literatos utilizan una palabra en el sentido más vasto posible, como además se hace, y es justo que se haga, en el lenguaje común, donde concepto indica también opinión, modo de entender, principio, proyecto, intención, estimación, reputación etcétera, según sea la lengua. Todo esto solo para testimoniar la enorme dificultad y las variaciones que se encuentran cuando se quiere enfrentar de manera significativa y un poco rigurosa una problemática que asigna un lugar primordial a una palabra para cuya definición se han empleado miles de años. 2. Los conceptos: terminología psicológica, en la vertiente didáctica Si queremos hacer progresos significativos y específicos, es necesario buscar textos más adecuados, más acordes con el espíritu del ámbito en el que nos queremos mover. No puedo entonces no recordar inmediatamente que L. S. Vigotsky (1960, 1962) trabajó durante mucho tiempo precisamente sobre la formación de los conceptos en el ámbito de su más vasto campo de investigación acerca de cómo influyen causas sociales en las diferencias psíquicas de los individuos (la influencia del ambiente sobre las diferencias psíquicas). El habla entonces precisamente de desarrollo conceptual, distinguiendo esencialmente tres fases (pero la cosa es mucho más compleja y aquí la dejo de lado): fase de los cúmulos sincréticos, caracterizada por la falta de una referencia objetiva estable; 4

5 fase del pensamiento por complejos; en tal fase el sujeto tiende hacia un modo objetivo del pensamiento; el sujeto reconoce nexos concretos, pero no lógicos ni abstractos; fase conceptual; en tal fase el sujeto opera utilizando su capacidad de abstracción. Vigotsky pone una especial atención a la formación de los conceptos científicos en particular a los de tipo escolar, durante la infancia, evidenciando el anclaje que los niños hacen de tales conceptos a componentes concreto-figurativos, mucho antes que a las componentes lógicas o abstractas; parece ser que tal prioridad es necesaria para la fundación misma del concepto. A propósito del orden en la adquisición de los conceptos, Vigotsky (1962) hace una célebre afirmación, a primera vista paradójica, según la cual los conceptos científicos se desarrollan antes que los espontáneos; pero Vigotsky dice también: «si el programa proporciona el material adecuado»; en resumen: la supuesta necesidad infantil de anticipar una fase empírica de aprendizaje a una abstracta, no parece ser así necesaria. [Regresaremos sobre los conceptos científicos y a Vigotsky en 4.]. Pero entonces se puede poner en discusión la posición de J. Bruner (1964), aquella de la célebre terna de los modos de representación de los conceptos: ejecutiva icónica simbólica que, dicho sea de paso, se refería precisamente a las matemáticas. Pongamos un ejemplo muy famoso: la adquisición del concepto de medida por parte de niños con edad entre los 3 y los 5 años; y contrapongamos las modalidades de Piaget a las de un famoso miembro de la escuela soviética: Gal perin. En la descripción que hacen Piaget, Inhelder y Szeminska (1948) del aprendizaje espontáneo del concepto de medida, al niño se le proponen situaciones empíricas en las que se pide medir, hasta llegar a un concepto abstracto, respetando la teoría de los estadios evolutivos. El comportamiento del niño seguiría un famoso recorrido, muy difundido aún hoy en el nivel preescolar y en el primer ciclo de la escuela elemental italiana: medidas espontáneas con pseudo-unidades de medida, predominancia de la actividad perceptiva; elección más cuidadosa de la unidad de medida, capacidad de llevar más veces la unidad; conciencia de la conservación de las magnitudes (y de las medidas). Como podrá notarse: abundancia de terminología típicamente piagetiana. La prueba de Gal perin (1969) relaciona más la medición a la idea de número basándose incluso en ideas fundacionales de A. N. Kolmogorov. La primera etapa es la de llegar a la idea de unidad; después al hecho que la medida con respecto a una dada unidad es un número que puede ser recordado incluso sin conocer su nombre, simplemente poniendo aparte un palito o un botón cada vez que se usa una unidad; a este punto la medida se hace coincidir con el número de 5

6 veces que la unidad se usó (el ejemplo propuesto es: llenar un balde con vasos de agua para estimar su capacidad); y para terminar, reconocimiento y aceptación de la relatividad del número-medida, con respecto a la unidad utilizada. Me parece que todo esto explica bien la obstinación y el interés con el que los más famosos teóricos del aprendizaje conceptual se sean interesados en este tema; y continua a explicarnos siempre más, al menos implícitamente, que cosa entienden ellos por concepto, al menos en el ámbito del aprendizaje cognitivo. 3. Los conceptos en los procesos de enseñanza y aprendizaje Se deben enseñar los conceptos? Se pueden aprender los conceptos? Más aún: tienen sentido estas preguntas? Las precedentes son cuestiones cardinales sobre las cuales se necesita reflexionar y que algunos autores toman demasiado a la ligera. Esta problemática se desarrolló alrededor de los años 60, sobre todo en los países de lengua anglosajona, en el vastísimo movimiento internacional de renovación de la currícula que se dio en todo el mundo. Eso fue provocado ciertamente por la gran revalorización educativa de los contenidos de las varias disciplinas y en particular de las ciencias y específicamente de las matemáticas. En este sentido, ciertamente un artífice del viraje mundial fue J. Bruner. 3 Como consecuencia esto llevó a un profundo debate acerca de la currícula sobre todo en lo relativo precisamente al sector de las ciencias en general y de las matemáticas en particular. Lo resumo en seguida, comenzando por esta pregunta, preliminar a las precedentes: a qué se debe educar, cuando en la escuela se hace ciencia? Existen dos posibles respuestas: al método científico: el objetivo es de proporcionar dominio de la metodología a la adquisición y dominio de los conceptos esenciales de la ciencia. El debate no era nuevo; la primera respuesta se puede ciertamente conectar con el método de la inteligencia de John Dewey (1933), pero los año 60 fueron testigos de un debate de fuego al interior del cual tuvieron vida fácil todos aquellos que propugnaron ideas didácticas bastante bien diseñadas. 4 En este debate, se inserta bien otro tipo de propuesta, la de Gagné ( ) que tiende a separar la didáctica de los conceptos concretos de la de los abstractos; la concretez y la abstracción deben verse en relación a la cualidad de referencia de los objetos considerados en los conceptos: 3 Para entender el porque, véase Tornatore (1974), cap Para profundizar sobre el debate, puede verse Pontecorvo (1983, pag ). 6

7 si se trata de conceptos derivados de la observación empírica de los objetos, se trata de conceptos concretos; si se trata de conceptos derivados de definiciones y que implican por lo tanto relaciones abstractas, se trata de conceptos abstractos. Gagné elabora una teoría de las jerarquías de aprendizaje en cuya cúspide se hallan los conceptos abstractos, como punto culminante. Esta idea de las jerarquías empuja a muchos otros Autores a idear jerarquías semejantes, siguiendo otros parámetros; en particular estoy pensando a los trabajos de Klausmeier, Gathala y Frayer (1974) y Klausmeier (1979, 1980) que dividen el aprendizaje de los conceptos en la escuela primaria en 4 niveles: nivel concreto: el niño reconoce un objeto ya visto, en la misma situación nivel de identidad: el niño reconoce un objeto ya visto, pero en condiciones diferentes nivel de clasificación: el niño reconoce que dos cosas son semejantes por un cierto aspecto y, generalizando, las clasifica juntas aunque no sean claros los criterios de la clasificación nivel formal: el niño sabe dar un nombre a la clase obtenida en el tercer nivel, es decir al concepto seleccionado de los atributos que le han permitido la clasificación. 5 Por lo que parece que el estudio de como se desarrollan los conceptos tenga que ver sobre todo con la etapa de edad que va de los 3 a los 10 años y que sea necesario entrelazar esta investigación con la investigación didáctica. Por lo que: desarrollo de los conceptos y aprendizaje se hallan muy relacionados entre si. Se puede llegar a pensar que punto culminante de la ontogénesis sea la organización del conocimiento por categorías? Según Luria (1982) si, y los métodos utilizados en este sentido, desde su punto de vista, son los siguientes: método de la definición del concepto: se pide responder de manera espontánea y libre a preguntas del tipo: «Qué es?»; las respuestas pueden ser específicas, es decir referidas a una cierta particularidad, o de tipo categorial método de la comparación - diferenciación: dados dos objetos diferentes pero con alguna diferencia en común, se pide de decir cuales son las características comunes y las diferencias método de la clasificación: se dan varios objetos y se pide clasificar un subconjunto, formado por aquellos objetos que tienen una característica en común método de la formación de los conceptos artificiales: se regresa a Vigotsky; el experimentador ha preordenado todo para llegar a un bien establecido concepto que se quería alcanzar. 5 Mayores clarificaciones, relaciones entre los niveles de Klausmeier, las fases de Gagné y los estadios de Piaget, así como ejemplos de aplicaciones didácticas, pueden hallarse en Pontecorvo (1983). 7

8 Debo decir que no se puede no estar de acuerdo con Cornu y Vergnioux (1992, pag ) cuando afirman: «El aprendizaje de un concepto aislado es imposible, dado que todo concepto se halla en correlación, con otros. Se debe hablar entonces de tramas conceptuales». Sobre este punto tendremos que regresar dentro de poco (y remito a D Amore, 1999). 4. El papel del lenguaje en el aprendizaje y en la formulación de los conceptos En todo esto, es evidente que el lenguaje juega un papel de extraordinaria importancia. Es bien sabido que en la posición de Piaget se dirige siempre más hacia «una progresiva devaluación cognitiva del lenguaje» (Pontecorvo, 1983, pag. 292); él «debe verse en relación con la toma de posición de Piaget contra toda concepción que ve en la comunicación social a través del lenguaje el origen del pensamiento y contra toda concepción que asimile los sistemas lógicos a los sistemas lingüísticos (...) El pensamiento, insiste Piaget, no tiene origen en el lenguaje (...) la estructura de un sistema operatorio no es la estructura de un sistema de signos, si no la estructura de un sistema de acciones interiorizadas» (Tornatore, 1974, pag. 137). Esta es la razón por la que Piaget toma la siguiente posición: la imagen es un significante cuyo objetivo es el de designar objetos figurativamente; el concepto es un significado que tiene como función la de especificar caracteres constitutivos del objeto con respecto a otros términos de la misma clase (y no de nombrarlo); la palabra, signo verbal que designa al concepto, no agrega nada, en lo que respecta al conocimiento, al concepto mismo. Muy diferente es la posición de Vigotsky (1962) que en cambio ve al lenguaje como mediador entre individuo y cultura; el afirma que la formación de un concepto se da con una operación intelectual que está «guiada por el uso de las palabras que sirven para concentrar activamente la atención, para abstraer ciertos conceptos, sintetizarlos y simbolizarlos por medio de un signo» (pag. 106). Por lo que la organización cognitiva del niño recibe, gracias al lenguaje, una dimensión que le es propia, arraigada desde su exordio: la dimensión social. Si es verdad que el niño aprende a categorizar en la relación lingüística con el adulto, es también verdad que formas embrionales de categorización deben estar ya presentes antes del arreglo adulto definitivo de ellas. Vigotsky establece 8

9 entonces una comparación entre conceptos espontáneos (o cotidianos) y conceptos científicos: los primeros tienen la característica de ser relativos a la experiencia personal, los segundos son ya parte de un sistema de conceptos. La escuela tiende, como efecto sobre las capacidades del niño, a dar un orden a los conceptos que el ya posee y que adquiere poco a poco. Una posición en verdad revolucionaria, y sobre la cual se funda gran parte de la didáctica de hoy en día. Quiero cerrar esta rapidísima exploración acerca de lenguaje y aprendizaje de los conceptos, recordando, entre muchos otros, los estudios de Nelson (1974, 1977). Como he ya evidenciado, el concepto, al menos desde el punto de vista del aprendizaje cognitivo, se interpreta hoy como algo siempre más vasto, no más exclusivamente ligado a las categorías, a las clases, etcétera; el concepto se halla, para Nelson (1977), conectado a una adquisición de conocimiento cualquiera, siempre y cuando ésta sea «definida e incorporada en un contexto o en un sistema». Por lo que, independientemente del grado de generalidad o de abstracción, lo que cuenta es que exista un marco de referencia, una red de relaciones: «los conceptos necesariamente existen al interior de un framework conceptual» (Nelson, 1977). Se vuelve entonces decisivo para el aprendizaje de un concepto un mapa de conocimientos referidos, por ejemplo, a un objeto. El ejemplo propuesto por la misma Autora es relativo al término bola en una experiencia con un niño de 12 meses: la red de relaciones que gira alrededor de la palabra bola es relativa al lugar donde fue vista, a las actividades que otras personas o que el mismo niño hacen con ella, a cuales son las características funcionales del objeto y los lugares en los cuales todo esto puede suceder, etcétera. Por lo que el objeto se halla ligado a toda una red relacional, cuyo complejo termina con constituir el concepto; y, como se observa, la palabra tiene un papel decisivo. Con el pasar del tiempo, el niño agregará, a esta primera formación del concepto, otros atributos, otras funciones, etcétera, de modo que el concepto podrá contener elementos funcionales, relacionales, perceptivos, descriptivos, incluso el término que lo designa, tanto individual como colectivamente. Es también obvio que aquí existe una relación muy fuerte con los script, pensados como marcos de referencia más amplios al interior de los cuales se pueden colocar y situar estos conceptos en las varias fases en las que evolucionan y se presentan. Todo esto permite de reconocer las características identificables del concepto, en manera tal de poder después reconocer nuevos ejemplares que puedan compartir el nombre con el precedente. Pero el punto final es aquel en el que, no obstante script diferentes, el sujeto logra, como se usa decir, a supercategorizar: «Tanto las categorías como los script pueden ofrecer marcos de referencia para los mismos conceptos: en efecto, no existe ninguna razón por la cual conceptos introducidos en uno o en otro contexto sean diferentes en el contenido o en la estructura. Por ejemplo: los 9

10 osos pueden ser parte del script relativo al zoológico o ser parte de una categoría taxonómica relativa a los animales» (Nelson, 1977, pag. 223). Piénsese a como estas reflexiones se hallan bajo los ojos de todos en la actividad de didáctica de las matemáticas, cuando el mismo concepto, introducido en un particular script, no se acepta cuando se halla en una categoría diferente. Qué es lo que vuelve difícil la comprensión de los conceptos? Cuál es el nivel en el que existen dificultades de comprensión de los conceptos? Existen múltiples respuestas. Para empezar los diferentes niveles de formación de los conceptos; estudios sobre este punto son más frecuentes en el mundo de la didáctica de las ciencias naturales (Giordan, De Vecchi, 1987; Astolfi, Develay, 1989) y de la historia (Clary, Genin, 1991). Y después la existencia de objetivosobstáculo (Meirieu, 1987; Astolfi, Develay, 1989). 5. Las definiciones de concepto y de esquema dadas por Vergnaud Gérard Vergnaud, en múltiples ocasiones, ha afrontado la problemática de distinguir y definir las ideas de concepto y de esquema. Después de haber declarado que el conocimiento racional debe ser de tipo operatorio, define esquema como «la organización invariante del comportamiento para una clase de situaciones dadas» (Vergnaud, 1990). En particular, muchos de sus ejemplos son tomados del ámbito de las matemáticas: la numeración de una pequeña colección de objetos por parte de un niño de 5 años, necesita de la aplicación de un esquema que le permita coordinar movimientos de ojos y manos y de coordinar con ellos la secuencia numérica; en particular existe la constante significativa de un comportamiento de tipo esquemático en la repetición del último nombre numeral, pronunciado con tono diferente la solución de ecuaciones lineares por parte de adolescentes desde su punto de vista sigue un esquema, una organización invariante la ejecución de la adición de números naturales en columna sigue un esquema ya aceptado etcétera. Según Vergnaud, si se analiza críticamente la dificultad de los alumnos en la resolución de tareas de matemáticas, por ejemplo de niños ocupados con problemas de aritmética, es en términos de esquemas que se necesita analizar la elección de los datos por usar así como la elección de las operaciones, especialmente cuando existan más elecciones posibles. Incluso los procedimientos heurísticos no serían otra cosa más que esquemas. El introduce, en este punto, la idea de concepto-en-acto y de teorema-en- 10

11 acto ; se trata de los conocimientos contenidos en los esquemas: se pueden incluso designar con la expresión más inclusiva de invariantes operatorios». Según Vergnaud existen tres tipos lógicos de invariante operatorio: invariantes del tipo proposición, aquellos a los que se asigna la atribución de ser verdaderos o falsos; invariantes del tipo función proposicional; con la que podemos entender una expresión que contiene una o más variables individuales tales que, cuando en el lugar de estas se ponen constantes individuales, se obtiene una proposición; invariantes del tipo argumento: pueden ser objetos, relaciones, proposiciones, funciones proposicionales, u otro cosa: se trata sustancialmente de requerimientos de variables o ejemplos de funciones proposicionales, o proposiciones mismas. Regresemos a los conceptos. Según Vergnaud, el punto decisivo en la conceptualización de lo real y en la didáctica es el pasaje de los conceptoscomo-instrumento a los conceptos-como-objeto y una operación lingüística esencial en esta transformación es precisamente la nominalización. Esto se podría resumir en una sola palabra: conceptualización. Es entonces fundamental, irrenunciable, dar una definición pertinente y eficaz de concepto; en varias obras, aunque con pequeñísimas variaciones, Vergnaud sugiere una que podemos ilustrar como sigue: un concepto es una terna de conjuntos: C = (S, I, S) donde: S es el conjunto de las situaciones que dan sentido al concepto (el referente) I es el conjunto de los invariantes sobre los que se basa la operatividad de los esquemas (el significado) S es el conjunto de las formas lingüísticas y no lingüísticas que permiten de representar simbólicamente al concepto, sus procedimientos, las situaciones y los procedimientos de tratamiento (el significante). Según Vergnaud, estudiar como se desarrolla y como funciona un concepto significa considerar de vez en vez estos tres planos separadamente y en mutua relación recíproca. 6. El viraje antropológico : significado institucional y personal de los objetos matemáticos Pero, ya a partir de los años 70, las preguntas acerca de la naturaleza cognitiva de los conceptos matemáticos y del significado de los objetos matemáticos tomaron una dirección diferente. 11

12 «Una teoría del significado es una teoría de la comprensión; es decir: aquello de lo cual una teoría del significado debe dar cuenta es aquello que se conoce cuando se conoce el lenguaje, es decir cuando se conocen los significados de las expresiones y de los discursos del lenguaje», declaraba Dumet en 1975 (Dumet, 1991). Pocos años después, «Cuáles son las componentes del significado deducibles del comportamiento matemático que se observa en el alumno? Cuáles son las condiciones que llevan a la reproducción de un comportamiento manteniendo el mismo significado?», se preguntaba Brousseau en 1980 (Brousseau, 1981). No será, por casualidad, que exista una variedad didáctica del concepto de sentido, específica para las matemáticas, jamás estudiada, jamás evidenciada hasta ahora, en lingüística o en psicología? (Brousseau, 1986). La acentuación de la necesidad de estudios sobre los conceptos centrados en los procesos de aprendizaje la da también Sierpinska (1990): «Comprender el concepto será ( ) concebido como el acto de adquirir su significado. Tal acto será probablemente un acto de generalización y síntesis de significados en relación con elementos particulares de la 'estructura'del concepto (la 'estructura' del concepto es la red de significados de los enunciados que hemos considerado). Estos significados particulares deben ser adquiridos con actos de comprensión. (...) La metodología de los actos de comprensión se preocupa principalmente del proceso de construir el significado de los conceptos». Nos hallamos frente a la necesidad de dar luz a la naturaleza del significado, comparando dos categorías diferentes en las que las teorías pueden ser divididas: teorías realistas (o figurativas) y pragmáticas (división ya aparecida en Kutschera, 1979). En las teorías realistas el significado es «una relación convencional entre signos y entidades concretas o ideales que existen independientemente de los signos lingüísticos; como consecuencia suponen un realismo conceptual» (Godino, Batanero, 1994). Como ya afirmaba Kutschera (1979), «Según esta concepción el significado de una expresión lingüística no depende de su uso en situaciones concretas, si no que más bien sucede que el uso se apoya en el significado, siendo posible una división neta entre semántica y pragmática». En la semántica realista que resulta, se atribuyen a las expresiones lingüísticas funciones puramente semánticas: el significado de un nombre propio (como Bertrand Rusell ) es el objeto que tal nombre propio indica (en tal caso Bertrand Rusell); los enunciados atómicos (como A es un río ) expresan hechos que describen la realidad (en tal caso A es verdaderamente el nombre de un río); los predicados binarios (como A lee B ) designan atributos, aquellos indicados por la frase que los expresa (en este caso la persona A lee la cosa B). Por lo que, toda expresión lingüística es un atributo de cierta entidad: la relación nominal que se deriva es la única función semántica de las expresiones. 12

13 Se reconocen aquí las posiciones de Frege, de Carnap y del Wittgenstein del Tractatus. Una consecuencia de esta posición es la admisión de una observación científica (por lo que al mismo tiempo es empírica y objetiva o intersubjectiva) como podría ser, en un primer nivel, una lógica de los enunciados y de los predicados. Desde el punto de vista que a aquí nos interesa más, si aplicamos los supuestos ontológicos de la semántica realista a las Matemáticas, se obtiene necesariamente una visión platónica de los objetos matemáticos: en ella nociones, estructuras etc. tienen una existencia real que no depende del ser humano, en la medida en que pertenecen a un dominio ideal; conocer desde un punto de vista matemático significa descubrir entes y sus relaciones en tal dominio. Y es también obvio que tal visión implica un absolutismo del conocimiento matemático en cuanto sistema de verdades seguras, eternas, no modificables por la experiencia humana, dado que la preceden o, al menos, le son extrañas e independientes. Posiciones de este tipo, aunque con diferentes matices, fueron sostenidas por Frege, Rusell, Cantor, Bernays, Gödel, ; y hallaron violentas críticas [el convencionalismo de Wittgentsein y el casi empíricismo de Lakatos: véanse Ernest (1991) y Speranza (1997)]. En las teorías pragmáticas las expresiones lingüísticas tienen significados diferentes según sea el contexto en el que se usan y por lo que resulta imposible toda observación científica dado que el único análisis posible es personal o subjetivo, como sea circunstanciado y no generalizable. No se puede hacer otra cosa que examinar los diferentes usos : el conjunto de los usos, en efecto, determina el significado de los objetos. Se reconocen aquí las posiciones del Wittgenstein de las Investigaciones filosóficas, cuando admite que la significatividad de una palabra depende de su función en un juego lingüístico, dado que en él tiene un modo de uso y un fin concreto para el cual ha sido usada: por lo que, la palabra no tiene por sí misma un significado, y sin embargo puede ser significativa. Por lo que los objetos matemáticos son símbolos de unidad cultural que emergen de un sistema de utilizaciones que caracterizan las pragmáticas humanas (o, al menos, de grupos homogéneos de individuos) y que se modifican continuamente en el tiempo, dependiendo también de las necesidades. De hecho, los objetos matemáticos y el significado de tales objetos dependen de los problemas que se enfrentan en matemáticas y de los procesos de resolución. 13

14 significado semántica vs pragmática objetividad o intersubjetividad semántica análisis visión epistemológica consecuente TEORÍAS REALISTAS relación convencional entre signos y entidades concretas o ideales, independientes de los signos lingüísticos división neta total las expresiones lingüísticas tienen funciones puramente semánticas posible y lícita: por ejemplo, la lógica concepción platónica de los objetos matemáticos TEORÍAS PRAGMÁTICAS depende del contexto y del uso sin división o división matizada faltante o discutible las expresiones lingüísticas y las palabras tienen significados personales, son significativas en oportunos contextos, pero no tienen significados absolutos, por sí mismas. posible solo un análisis personal o subjetivo, no generalizable, no absoluto concepción problemática de los objetos matemáticos conocer descubrir usar en oportunos contextos conocimiento es un absoluto es relativo a la circunstancia y al uso específico ejemplos el Witgenstein del Tractatus, Frege, Carnap [Rusell, Cantor, Bernays, Gödel] el Witgenstein de las Investigaciones Filosofiche [Lakatos] En la dirección pragmática, se entiende la definición de Chevallard (1991) de objeto matemático: un objeto matemático es «un emergente de un sistema de práxis donde se manipulan objetos materiales que se descomponen en diferentes registros semióticos: registro oral, de las palabras o de las expresiones pronunciadas; registro gestual; dominio de las inscripciones, es decir aquello que se escribe o se dibuja (gráficas, fórmulas, cálculos, ), se puede decir, registro de la escritura»; siendo el praxema un objeto material ligado a la práxis, el objeto es entonces un «emergente de un sistema de praxemas». En esta acepción, ya no tiene mucho interés la noción de significado de un objeto si no más bien la de rapport á l objet, relación, relación con el objeto. Sobre tal idea 14

15 se apoya la construcción que Chevallard hace de su teoría del conocimiento, o mejor dicho de su antropología cognitiva, al interior de la cual se puede situar la didáctica. Pero entonces es central la persona (o la institución, como conjunto de personas) que se pone en relación con el objeto, y no el objeto en sí: «Un objeto existe desde el momento en el que una persona X (o una institución I) reconoce este objeto como existente (para ella). Más exactamente, se dirá que el objeto O existe para X (respectivamente para I) si existe un objeto, representado por R(X,O) (respectivamente R(I,O)) llamado relación personal de X a O (respectivamente relación institucional de I a O)» (Chevallard, 1992). Esta posición ha marcado un viraje interesante al interior de los marcos teóricos en los que se sitúa toda investigación en Didáctica de las Matemáticas, tanto más si se subrayan los sucesivos estudios llevados a cabo por más Autores, para clarificar y volver operativas las nociones de Chevallard, creando instrumentos conceptuales adecuados y paragonándolos a aquellos puestos en campo por otras posiciones al respecto. Por ejemplo, una claridad ejemplar proviene de los estudios de Godino y Batanero (1994) porqué en ellos se definen de manera rigurosa todos los términos de la cuestión: que significa práctica, que es una práctica personal, que es una institución, que es una práctica institucional, que diferencia existe entre objetos personales e institucionales y como se definen cada uno de ellos, que son los significados de un objeto personal y de un objeto institucional, que relaciones existen entre significado y comprensión, Uno de los méritos de este trabajo, al que remito, consiste tanto en haber dado claridad terminológica, como en haber proporcionado ejemplos adecuados, así como el haber puesto en evidencia semejanzas y diferencias entre varias teorías del significado. Para querer dar, en una sola vez, una característica de tal posición, en la formulación de Chevallard-Godino-Batanero lo esencial es la actividad de las personas puestas frente a la resolución de campos de problemas (fenomenologías), de las que emergen los objetos (conceptos, términos, enunciados, relaciones, teorías etc.), los cuales son relativos a los contextos institucionales y personales. Tales contextos quedan definidos según los campos de problemas que se tienen de frente y los instrumentos semióticos disponibles. Dentro de poco deberé regresar a esta posición, con ejemplos significativos. Aún una nota. Para explicar el énfasis con el que se tratan los fenómenos típicos de la cognición humana en el trabajo de Godino y Batanero (1994), conviene resaltar que, mientras en el texto de Chevallard (1992) se da mayor peso al contexto institucional con respecto al personal, Godino y Batanero tienden a privilegiar la esfera del mental, del sujeto humano, para intentar un equilibrio entre los dos contextos y para evitar que la esfera de lo personal sea ocultada por el campo institucional. 15

16 7. Algunas precisiones, antes de proseguir 6 En este párrafo, haré algunas precisiones terminológicas, consideraciones complementares y notas cautelares A veces, en matemáticas, se habla de conceptos a veces de objetos. Qué diferencia existe? Podría ser el resultado de un hábito de los matemáticos, pero se trata en cambio de un motivo bien fundado, dado que se basa sobre los siguientes tres puntos: todo concepto matemático remite a no-objetos, desde el punto de vista del realismo ingenuo; por lo que la conceptualización no es y no se puede basar en significados que se apoyen en la realidad concreta dado que, en matemáticas, no son posibles referencias ostensivas; todo concepto matemático se ve obligado a servirse de representaciones, dado que no existen objetos por exhibir en su nombre o en su evocación; 7 por lo que la conceptualización debe pasar necesariamente a través de registros representativos que, por varios motivos, sobre todo si son de carácter lingüístico, no pueden ser unívocos: por lo que, en matemáticas, no existe acceso sensible (vista, tacto, ) directo a los objetos sino solo a sus representaciones semióticas en diferentes registros lingüísticos; se habla más frecuentemente en matemáticas de objetos matemáticos y no de conceptos matemáticos en cuanto que en matemáticas se estudian preferentemente objetos más que conceptos: «la noción de objeto es una noción que no se puede no utilizar desde el momento en el que nos cuestionamos acerca de la naturaleza, de las condiciones de validez o del valor del conocimiento» (Duval, 1998) En el camino trazado por Duval, la noción de concepto, preliminar o de todos modos prioritaria en casi todos los Autores, se vuelve secundaria, mientras que lo que adquiere carácter de prioridad es la pareja (signo, objeto), lo que lleva a la llamada paradoja cognitiva del pensamiento matemático, que presentaré más adelante y que fue evidenciada precisamente por Duval (1993). 8 En Duval (1996) se cita un pasaje de Vigotsky en el que sustancialmente se declara que no 6 Para la redacción de este párrafo me sirvo de D Amore (*). 7 Aquí objeto es ingenuamente entendido en el sentido de objeto real o de cosa. Cual sea el significado de esta palabra ( cosa ) se expresa en la Metafísica de Aristóteles, cuando afirma que la cosa, en cuanto parte de lo real, es aquello que presenta las tres características siguientes: tridimensionalidad; accesibilidad sensorial múltiple (es decir por parte de más sentidos contemporáneamente) independiente de las representaciones semióticas; posibilidad de separación material y desde otras partes de la realidad, desde otras cosas. 8 Pero los primeros trabajos de Duval sobre este argumento son de 1988 (Duval, 1988 a, b, c). 16

17 existe concepto sin signo: «Todas las funciones psíquicas superiores se hallan unidas por una característica común superior, la de ser procesos mediados, es decir de incluir en su estructura, como parte central y esencial del proceso en su conjunto, el empleo del signo como medio fundamental de orientación y de dominio de los procesos psíquicos El elemento central [del proceso de formación de los conceptos] es el uso funcional del signo, o de la palabra, como medio que permite al adolescente de someter a su poder las propias operaciones psíquicas, de dominar el curso de los propios procesos psíquicos» (Vigotsky, 1962; en la ed. francesa, 1985, en las pag. 150, 151, 157). Es obvio que, si se pone el acento sobre la pareja (signo, objeto), todas las representaciones tríadicas (de C.S. Peirce, de G. Frege, de C.K. Ogden y I.A. Richards) caen en defecto Resumo parte de lo ya dicho, interpretando a Duval (1993), en el siguiente esquema (puesto a la aceptación por parte del Autor): objeto matemático por conceptualizar: no existe come objeto real OBJETIVA INACCESIBILIDAD A LA PERCEPCION (consiguiente necesidad de) representantes semióticos actividades matemáticas sobre los objetos sobres los representantes consiguiente paradoja cognitiva del pensamiento matemático Veamos ahora en que cosa consiste esta paradoja cognitiva del pensamiento matemático, que tiene fuertes repercusiones cognitivas (Duval, 1993, pag. 38): «( ) por una parte, el aprendizaje de los objetos matemáticos no puede ser más que un aprendizaje conceptual y, por otra parte, es sólo por medio de representaciones semióticas que es posible una actividad sobre los objetos matemáticos. Esta paradoja puede constituir un verdadero círculo vicioso para el aprendizaje. Cómo sujetos en fase de aprendizaje no podrían no confundir los 9 Véase D Amore (*) para una tratamiento más completo. 17

18 objetos matemáticos con sus representaciones semióticas si ellos solo pueden tener relación con las solas representaciones semióticas? La imposibilidad de un acceso directo a los objetos matemáticos, fuera de toda representación semiótica, vuelve la confusión casi inevitable. Y, por el contrario, cómo pueden ellos adquirir el dominio de los tratamientos matemáticos, necesariamente ligados a las representaciones semióticas, si no tienen ya un aprendizaje conceptual de los objetos representados? Esta paradoja es aún más fuerte si se identifican actividades matemáticas y actividades conceptuales y si se consideran las representaciones semióticas como secundarias o extrínsecas». En esta paradoja, tan bien evidenciada por Raymund Duval, se puede esconder una potencial causa de falta de devolución, como trato de demostrar en D Amore (*). El problema principal, para decirlo brevemente, está en el hecho que según el maestro, según la noosfera y según el mismo estudiante, el (estudiante) está entrando en contacto con un objeto matemático pero, de hecho, y a veces nadie parece darse cuenta, el estudiante está entrando en contacto solo con una representación semiótica particular de ese objeto. El estudiante no tiene, no puede tener, acceso directo al objeto y el maestro y la noosfera tienden a no separar el objeto de su representación; el estudiante se queda como bloqueado, como inhibido: no puede hacer nada más que confundir el objeto con su representación semiótica porque no se da cuenta, porque no lo sabe. Su relación personal con el saber tiene como objeto una cosa borrosa, confusa. Y por lo tanto, frente a una sucesiva necesidad conceptual, que se manifiesta por ejemplo con la necesidad de modificar la representación semiótica de ese mismo objeto, el estudiante no tiene medios críticos ni culturales ni cognitivos; el maestro y la noosfera no entienden el porque y acusan al estudiante, culpándolo de algo que él no entiende, lo acusan de una incapacidad vaga, no circunstanciada y detallada: nadie sabe exactamente que cosa, en verdad, el estudiante no sabe y que cosa no sabe hacer. 8. El concepto (u objeto) en matemáticas, como superposición o como acumulación de concepciones provisionales Trataré aquí una convergencia entre: (a) una posición exquisitamente didáctico-cognitiva, de carácter fuertemente ingenuo, que acepte como hipótesis de base el constructivismo del conocimiento más elemental, posición basada en las concepciones acríticas más difundidas; (b) una posición antropológica en la que todo se refiere a la relación personal con el objeto matemático. Todo esto en el ámbito de una teoría del aprendizaje matemático que no se caracterice de ninguna forma por algún 18

19 preconcepto teórico u ontológico. Este párrafo 8. es sólo un intento de primera mediación entre las posiciones más ingenuas, pero radicadas en el sentido común, y lo hasta aquí expuesto. En el párrafo 9. haré algunas consideraciones críticas. Sean c i las concepciones provisionales, en un proceso lineal y evolutivo (al menos en el tiempo) de asimilación y acomodamiento, relativas a un objeto matemático C. Se necesita distinguir entre: c i científicas de tipo institucional, que diremos académicas (a), es decir aquellas que la comunidad científica (académica) acepta como pertinentes, significativas y correctas; se trata de R(I(C)) compartidas; las llamaremos c i de tipo a; c i cognitivas de tipo institucional, que diremos escolares (s), debidas a la acción de la escuela y a la noosfera, es decir aquellas que una persona construye o ha construido en la escuela; se trata de R(X(C)) que pueden ser también no compartidos; las llamaremos c i de tipo s. Las c i de tipo a se diferencian de aquellas de tipo s solo porque las segundas se hallan más en retardo con respecto a las primeras (es decir: los índices deponentes son de valor numérico inferior), o porque son críticamente menos ricas y más basadas en sensaciones, en el buen sentido, ligadas a aplicaciones, menos sujetas a repensamientos y reflexión crítica, más ligadas a varias cláusulas del contrato didáctico. El sentido del proceso didáctico usual, en su forma más ingenua, pero también más difundida, es el de llevar al final a los individuos a la formación de un concepto C que sea la cúspide del proceso evolutivo, el concepto, supuestamente existente, de tipo a (o, por lo menos, el más cercano posible a él). Pero como toda concepción se halla en evolución histórico-crítica perenne, es imposible valorar el logro de este límite, sobre todo porque a lo más se podrá hablar de «objeto adquirido por la comunidad científica hasta ahora» y no ponerse en la situación de deber prevenir el futuro de ese objeto. El objeto es por lo tanto, en esta concepción, algo ideal, abstracto, punto culminante de un proceso perennemente en acto, del que tenemos solo una idea limitada a su evolución histórica y su estado actual. La formación de C a partir de la sucesión c i puede ser pensada según dos modalidades: superposición: toda concepción provisional c m+1 agrega e integra la precedente c m, es decir la comprende y le añade algo, sobreponiéndose a ella: 19

20 c m-1 c m c m+1 acumulación: toda concepción provisional c m+1 agrega algo (en más) a la c m precedente: c m-1 c m c m+1 C En realidad, frecuentemente ( siempre?) se tienen mezclas de las dos modalidades. EJEMPLO 1: el pseudo-objeto recta. Trazo, de manera aproximada, una sucesión de concepciones provisionales relativas a un supuesto objeto recta. En su larga historia evolutiva, se podría pensar a una sucesión de la siguiente manera: c 1 : recta primitiva: segmento (sus características son: el ser derecha y delgada, y su independencia nominal de la longitud); esta es la idea ingenua de un niño c 2 : recta euclidiana: idealización de c 1 [sus características son: el tener una sola dimensión (que es la idealización del delgada ) y el ser prolongable (que es la idealización de la independencia del nombre de la longitud)]; no es muy clara la relación entre puntos y recta; en el sentido pitagórico, el modelo es el de las bolitas (mónadas) de un collar (recta); pero en Euclides no existe ya esta posición ingenua c 3 : recta densa: idealización de c 2 : entre dos puntos siempre existe otro: el modelo pitagórico es superado c 4 : recta continua (ya a los tiempos de Newton y Leibniz): en la recta existen oportunas sedes de puntos correspondientes a valores irracionales ( 2 ) y trascendentes (π) aunque si aún no es muy claro su estatuto epistemológico c 5 : recta de Hilbert (definida implícitamente de los axiomas): no existe ya el intento de definición explícita para buscar adecuar la imagen de recta a un 20